התפתחות מעבדי x86 של אינטל בשנות ה -80: 286, 386 ו- 486

היום אנו רוצים לסקור את אחת התקופות הפוריות ביותר בתולדותיה דרך התפתחותם של מעבדי אינטל x86 של שנות השמונים. זמן שינוי למחשבים אישיים.

המעבד הוא אחד המרכיבים המעניינים ביותר של המחשב עקב חשיבותו, היסטורייתו והתפתחותו. מכולן, חברות מעטות מעורבות יותר בכל הנקודות שהובאו מאשר ענקית הכחול-מוליכים למחצה; אינטל הייתה גיבורה קבועה לאורך כל חיי היצירה הזו.

מדד התוכן

שבע שנים של התפתחות רציפה

פרק הזמן שנרצה לכסות בטקסט זה הוא משנת 1982 ועד סוף שנות השמונים; במהלך אותה תקופה, מעבדים המבוססים על ארכיטקטורת x86 חוו את אחד ההתפתחויות המהירות והמרשימות ביותר בתולדות המחשוב המודרני, והניחו כמה יסודות כיצד אנו מבינים כיום את האלקטרוניקה הביתית.

תמונה: פליקר; פאולי ראוטקורפי

נדבר על אינטל 80286 ועל יישוםו ב- IBM PC / AT, אינטל 80386 ועליית שכפול המחשבים דרך Compaq, כמו גם השקה ופיתוח של אינטל 80486 ובסיסים של מה שיהפוך לימים לפנטיום. סיור כללי בתולדות המחשוב.

אינטל 80286 (1982)

תמונה: פליקר; הנרי מולפפורד

אינטל 80286 (המכונה גם iAPX 286, או i286) הוא היורש הישיר של מעבדי אינטל 80186 ו- 80188, כולם שייכים למשפחת המעבדים x86 והיה מעבד הבחירה של מחשבים ביתיים המיוצרים על ידי IBM מההשקה ועד בשנות השמונים, המשך הקשר בין אינטל ליבמ.

חלק ממפרטי ה- x86 שלו

ה- i286 היווה זינוק משמעותי במפרט מהאיטציה הקודמת של מעבדי x86. ארכיטקטורת P2 השתמשה באוטובוס נתונים של 16 סיביות (ומכאן סיווג המעבד) ואוטובוס כתובת היה 24 סיביות, התפתחות ברורה משנת 80086 המקורית. ואילו התדרים שלהם נעו בין 4 מגה-הרץ ל -25 מגה-הרץ במהדורות האחרונות.

ארכיטקטורת P2. תמונה: קבצי ויקימדיה

הדגשים כוללים שיפורים בביצוע הוראות בכל מחזור שעון והכללת מערכות הוראות חדשות המקטינות באופן דרמטי את הזמן הדרוש לביצוע משימות מסוימות; חלקם היו זקוקים לפחות מפעמיים ממעגלי השעון כדי להשלים.

שלבים ראשונים במשימות מרובות ב- x86 הראשון

ה- i286 התאפיין בשימוש בשני מצבי פעולה, המיועדים לשימוש ביישומי ריבוי משימות, אנו מדברים על מצב מוגן ועל מצב אמיתי.

המצב האמיתי (מצב כתובת אמיתית) היה זה שנכנס לתוקף כברירת מחדל במעבד. שומר על תאימות לאחור עם מעבדים קודמים של x86 ותכונות גישה ישירה לתוכנה ל- BIOS של המערכת. הודות לתאימות לאחור זו, מעבדי i286 הצליחו להשתמש בכל התוכנות שפותחו עבור קודמיהם, מה שהפך אותם למעבד צדדי מאוד. נדגיש כי זו הייתה הדרך בה מערכת ההפעלה MS-DOS והגרסאות הראשונות של Microsoft Windows עבדו.

מצב מוגן, לעומת זאת, העניק למעבד את היכולת לבצע ריבוי משימות, בזכות היכולת לעבור במהירות שני תהליכים שונים. שמה נובע מהגישה המוגבלת להוראות הציוד על ידי התוכניות (מופיעה דמות המפקח) כדי למנוע סכסוכים כאשר משתמשים בהן יחדיו; למרבה הצער, זה הסיר את התאימות לחלק גדול מהתוכנה, כולל זו ששמה MS-DOS.

הופעת בכורה של יבמ

ה- i286 שוחרר בדור השלישי של יבמ למחשבים אישיים, PC / AT. ההצלחה האדירה של המערכת של חברת ניו יורק אימצה את מכירות המיקרו-מעבד והקמת מודל AT כסטנדרט במחשוב הביתי עודדה יצירת תוכנה התואמת לארכיטקטורת אינטל.

מחשב PC / AT של יבמ. תמונה: פיקוח וויקימדיה; MBlair Martin.

כרגיל באותה תקופה, אינטל לא הייתה היצרנית היחידה. חברות כמו יבמ עצמה, או AMD הנוכחית ייצרו דגמים דומים ותואמים, במקרים מסוימים (כמו זו של חברת האריס , או AMD עצמה), שעברו בהרבה את המהירות של הדגם המקורי שפותחה על ידי אינטל.

אנו ממליצים לכם כי אינטל מפסיקה את בקרי Thunderbolt 3 מהדור הראשון

אינטל 80386 (1985)

תמונה: פליקר; קונטרי

לאחר ההשקה של אינטל 80286 יבוא סקירתו, אינטל 80386 (או i386). מעבד זה נועד לשפר את התכונות המוצגות ב- i286, להוסיף מצבי הפעלה חדשים ותכונות חדשות רבות בארכיטקטורת x86. כזה היה התקדמות שתניח את הבסיס למעבדים מאוחרים, לפחות עד להופעת שבבי ה- P6.

ה"שיבוטים "של אינטל ו- IBM

ה- i286 המקורי היה מעבד שתוכנן לייצר בפשטות וביעילות; זמן קצר לאחר השקתו המקורית, ובשל הצלחתה, החלו שאר היצרנים לייצר ולמכור גרסאות משלהם לדגם. חלקם עם שיפורים מהותיים ביחס למקור, במיוחד בתדרים שהושגו.

ה- i386 היה, בעת ההשקה, מעבד יקר בייצורו וביישומו; אולי זו הייתה הסיבה לכך שיבמ לא התחילה להשתמש בה עד 1987, חלל שחברת Compaq (הידועה במחשבי ה- IBM התואמים שלה במחירים סבירים) ניצלה כדי להשיק את ה- Compaq Portable 386 / III לשוק ולהוביל את ההובלה בהצעה. IBM PC. תור הזהב של השיבוטים המבוססים על מחשבי החברה הצפון אמריקאית יתחיל.

מחשב Compaq היה בין החברות הראשונות שהפכו מחשבים תואמים למחשבי יבמ. תמונה בויקימדיה Commons; טיציאן גארוטי

אינטל גם לא נענשה על ידי חברות אחרות ללא עונש; זו הסיבה שה- i386 לא היה מורשה לייצור מחוץ למפעלים של חברת Mountain View. עם זאת, חברות כמו AMD וטקסס אינסטרומנטים המשיכו לפתח מעבדים מבוססי i286 מהירים וזולים יותר; כדי להילחם בהם, אינטל פיתחה את i386SX, גרסה זולה של ה- i386 המקורית עם כמה קווי דמיון ל- i286 ופשוטה יותר וזולה לייצור. האסטרטגיה תיכנס לתוקף עד תחילת שנות התשעים, כאשר גרסאות ה- i386 המקורית החלו להופיע מ- AMD עם Am386 ו- Cyrix עם ה- Cx486 שלה.

מעבדי P3 החזקים

למרות שזו לא תהיה קפיצה כה משמעותית מבחינת המהירות כמו ה- i286, ה- i386 היווה התקדמות משמעותית עבור מעבדי ה- x86. התדר גדל באופן דרמטי, ל 12 מגהרץ בדגמים הראשונים והגיע ל 40 מגה הרץ במאוחר יותר. אוטובוס הנתונים הוכפל אף הוא ל -32 סיביות וגם אוטובוס הכתובות הוגדל ל -32 סיביות, כמו כן בוצעו שינויים חשובים בביצוע ההוראות, ומערכת ההוראות של IA-32 הופיעה.

ארכיטקטורת P3. תמונה: פיקוח וויקימדיה

עקב IA-32 התאימות לתוכנת i286 הייתה מוגבלת, אך יישומה היה מניח את היסודות לארכיטקטורת x86 במשך 20 השנים הבאות, וישפיע על ערכות ההוראות x86-64 (אינטל 64 עבור אינטל) בהן אנו משתמשים ציוד ביתי נוכחי.

מצד שני, מעבדי i386SX עבדו עם אוטובוס נתונים של 16 סיביות ואוטובוס כתובת של 24 סיביות, מה שהפך אותו לאיטי יותר, כמו קודמו, אם כי שמר על התכנון הפנימי של השבב, שאכן נחשב עם שיפורים גדולים אחרים.

מצבים חדשים, אותן בעיות ב- x86

גולת הכותרת נוספת של i386 הייתה יישום, שוב, של מצבים פונקציונליים שונים. מצב אמיתי ומצב מוגן הופיעו שוב מסיבות תאימות, אך מצב מוגן משלו עשה הופעה עם תכונות חדשות חשובות, כמו הסרת פלחים או וירטואליזציה של מספר הפעלות.

לרוע המזל, יישומה הלקוי המשיך להיות הגורם העיקרי להתפתחויות אלה; זה המשיך להיות מגביל מרכזי ביכולות של מעבדים אלה עד הופעתן של מערכות הפעלה מתקדמות יותר.

אנו ממליצים לך לבחון Corsair One PRO בספרדית (ניתוח מלא)

אינטל 80486 (1989)

בעקבות ההצלחה הבלתי מעורערת של i386, אינטל פיתחה את הדור הבא של מעבדי x86 במטרה לשפר את מה שהיא השיגה עם i386. כך נולדו מעבדי P4, המכונים ברחבי העולם Intel 80486, או i486.

מעבד 387 ו- i486SX

מעבדי i486 דומים מאוד לדורם הקודם באופן פנימי, למעט שילוב של מעבד 387; שבב זה כלל יחידת נקודה צפה ומטמון מאוחד בתוך המעגל, מתוכו מעבדי שבבים מונוליטיים יהפכו נפוצים יותר ויותר. אחרת, זה עדיין היה מעבד 32 סיביות באוטובוס הנתונים ובאוטובוס הכתובות, ושאר השיפורים נסבו יותר על אופטימיזציה של מערך ההוראות, או הגדלת התדרים, מאשר גורמים אחרים.

ארכיטקטורת P4. תמונה: פיקוח וויקימדיה

עם זאת, היה גרסא של i486, i486SX, שנמנע ממעבד זה בכדי לקצץ בעלויות. ל- i486SX לא היה גודל אוטובוס שונה מהמקורי (לפחות על ידי אינטל), כך שהוא היה שבב פופולרי מאוד במחירו הנמוך יותר.

האובססיה לתדרים גבוהים

מה שהביא ה- i486 היה הופעת קדחת ה- MHz במעבדים. אינטל הציגה, בזכות הכללת זיכרון המטמון המשולב, את הכפילות של התדרים הפנימיים של השעון, שמה היה Intel OverDrive. דרכם, מעבדי i486 יכלו לפעול פעמיים (ובהמשך משולשת) את התדרים שלהם לצורך השלמת ההוראות, ליהנות מתדרים ארוכים יותר.

המעבד הראשון עם מאפיינים אלה היה i486DX2, שהכפיל את מהירות השעון מ 25 מגה הרץ ל 50 מגה הרץ. האיטציה האחרונה מסוג זה הייתה של ה- i486DX4, ושילשה את התדרים ל 100 מגה הרץ, אם כי החזקה ביותר זה הגיע מ- AMD עם Am5x86-P75 + שהגיע ל 150 מגה הרץ.

מעבדים נתמכים נכנסים מחדש ומתרחבים ב- x86

הדמיון בין הארכיטקטורה של מעבדי i486 ו- i386 הקל על היצרנים של מעבדים תואמי i486. לאחר שהרישיונות נעלמו עם השקת ה- i386, הציבור החל להתייחס אליהם באופן פופולרי כ"שיבוטים ", אם כי מונח זה חל רק על אותם זהים (פנימיים) למקוריות.

מעבדים הנגזרים ממותגים אחרים של אינטל 80486. תמונה: אוסף מחשבים של MCbx

אחד היצרנים הפוריים ביותר של מעבדים מסוג זה מבית AMD, אפילו הרחיק לכת (כפי שכבר הזכרנו) להשיק דגמים חזקים יותר מאשר גרסאות אינטל, אם כי הנכס הגדול ביותר בשוק היה עדיין המחיר הזול ביותר שלה. זה היה גם קו Cyrix, תוצאה של הנדסת רוורס של מעבדי אינטל; המעבדים שלהם לא ביצעו בדיוק אותו דבר, ולכן הסתמכו על מחירים נוחים.

שמות אחרים המעניינים יכולים להיות IBM או Texas Instruments, אם כי נוכחותם הייתה פחות חזקה מאשר בשלבים קודמים של משפחת המעבדים x86.

מילה אחרונה על מעבדי x86

המעבדים המשפחתיים x86 חוו כמה מהשינויים המדהימים ביותר בתולדותיהם בתקופה זו. באופן לא מפתיע, היסודות הונחו לרבים מהיסודות שילוו אותנו שנים אחרי שעלו לאור בדורות אלה.

אנו ממליצים לקרוא את המדריך שלנו על לוחות האם הטובים ביותר

ללא ספק, זו אחת התקופות היפות ביותר של המחשוב המודרני, והשלבים הראשונים של המחשוב הביתי כפי שאנו מכירים אותו כיום. אם אתה רוצה לדעת יותר על רכיב זה, אנו מזמינים אותך לקרוא את המאמר שלנו על קפיצת הדורות מאינטל פנטיום 4 ל- Intel Core.